摘要
随着经济社会的高速发展以及人类社会活动的加剧，地表水体受到严重的污染，过量污染物的排放，导致水体污染严重，富营养化程度加剧。地下水与地表水之间存在巨大的水量交换，因此，地表水的严重污染会直接或间接地对地下水产生一定负面影响，从而对整个水生态系统造成严重的破坏。地下水是世界上重要的淡水资源，特别是在干旱或半干旱地区，地下水是唯一的供水水源，其水质直接关系到人民群众的生活用水安全。富营养化湖泊中含有的大量有机物质进入地下水后能够为细菌的活动提供能量，进而改变细菌群落构成，对人类的身体健康及生命安全产生一定的潜在威胁。此外，有机物在降解过程中会消耗大量的溶解氧，从而造成地下水氧化还原条件的改变，进一步影响氮、磷、硫等物质的生物地球化学循环。因此，富营养化湖泊对周边地下水的水化学特征及微生物多样性的空间分布影响需要得到高度重视。本研究选取太湖流域地下水为研究对象，采样期间以太湖补给地下水为主，分析研究区域水质指标、水化学离子特征、重金属、溶解性有机物（DOM）以及细菌群落结构的空间变化特征及相关关系，明确富营养化湖泊对周边地下水水生态的空间结构影响，为地下水资源的开发利用以及流域生态系统的管理保护提供了生态学依据。本研究的主要结论如下： （1）本研究发现太湖周边的地下水水化学成分主要受到岩石风化机制的影响，且该地区的浅层地下水的水化学类型以Ca·Mg-HCO3型为主。研究区域中大量有机物的输入会影响地下水中的离子浓度。离子相关性结果表明，研究区域地下水中N、P、K+、As和Cd主要来源于化肥的使用。此外，该地区地下水中的Pb主要来源于岩石矿物的溶解。 （2）本研究在含水层的水样中共鉴定出6种荧光组分，其中C1为与生物密切相关的UVA类腐殖质，C2为分子量相对较大的UVC类腐殖质，C3为来自陆源的UVA类腐殖质，C4为微生物降解的类色氨酸，C5为游离或结合在蛋白质中的类腐殖质，C6为由光降解产生的类蛋白质。6种DOM的最大荧光强度及光谱指标的空间分布规律结果表明，太湖对周边含水层中DOM的影响可以延伸到距离湖岸15km的范围内，且太湖周边的地下水向四周迁移过程中，微生物不断对DOM进行分解，同时又释放出了新的分泌物。 （3）该研究区域内，细菌群落多样性丰富。门分类水平上，共鉴定出33个细菌群落。属分类水平上，共检测出119属。且本研究发现研究区域地下水的细菌群落结构与太湖中细菌群落的构成不同，这表明地下水的细菌群落构成主要是环境选择的结果。此外，富营养化湖泊中大量DOM的输入能够引起地下水中与氮、硫和磷循环相关的细菌群落结构及功能发生改变，进而会影响地下水系统的生物地球化学循环。 本研究对太湖周边的含水层的水质指标、DOM以及细菌群落结构进行了系统性分析，揭示了太湖周边地下水中主要溶质及DOM的迁移规律，明确了太湖对周边含水层水化学特征及微生物多样性的空间分布影响，为富营养化流域的地下水开发利用及保护提供了科学依据。
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